1。上部のポテンシャルエネルギー:
*ボックスには、高さのためにポテンシャルエネルギー(PE)があります。ポテンシャルエネルギーの式は次のとおりです。
PE =MGH
どこ:
* M =質量(20 kg)
* G =重力による加速(9.8 m/s²)
* H =高さ(4.0 m)
*ポテンシャルエネルギーを計算します。
PE =(20 kg)(9.8 m/s²)(4.0 m)=784 j(ジュール)
2。エネルギーの保全:
*ボックスが落ちると、そのポテンシャルエネルギーは運動エネルギー(KE)に変換されます。 総機械エネルギー(PE + KE)は一定のままです。
*運動エネルギーの式は次のとおりです。
KE =(1/2)mV²
どこ:
* M =質量(20 kg)
* v =速度(見つけたいもの)
3。方程式の設定:
*上部では、すべてのエネルギーはポテンシャルエネルギーです(PE =784 J)。
*下部では、すべてのエネルギーは運動エネルギーです(KE =784 J)。
* したがって:
KE =PE
(1/2)mv²=mgh
4。速度の解決:
*両側の質量(m)をキャンセルします。
(1/2)v²=gh
*両側に2を掛けます。
V²=2GH
*両側の平方根を取る:
V =√(2GH)
*値を置き換えます:
v =√(2 * 9.8 m/s² * 4.0 m)
v =√(78.4m²/s²)
V≈8.85m/s
したがって、床に到達するボックスの速度は約8.85 m/sです。